به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، لپتوسپیروز (Leptospirosis) که به نام تب شالیزار (field fever) هم شناخته شده ‌است، یک نوع عفونت است که عامل آن نوعی از باکتری‌های اسپیروکت به نام لپتوسپیرا هستند. این عفونت می‌تواند هیچ علایمی نداشته باشد یا علایم ملایمی مانند سردرد، درد عضله و تب به همراه باشته باشد. همچنین می‌تواند علایم شدیدی مانند خون‌ریزی ریوی یا مننژیت نیز به همراه داشته باشد. اگر این عفونت باعث شود که فرد دچار زردی و نارسایی کلیه و خونریزی شود، آن گاه بیماری به عنوان بیماری ویل (Weil's disease) شناخته می‌شود. اگر عفونت باعث خونریزی شدید شش‌ها شود، آن گاه سندروم خونریزی ریوی شدید تشخیص داده می‌شود.

پیش‌زمینه

پلاسمین (PLA) آنزیمی پروتئولیتیک در خون است که به خصوص لخته‌های خون را هیدرولیز می‌کند. پروتئین پلاسمینوژن به عنوان پیش آنزیم (زیموژن) توسط کبد ساخته و در خون آزاد می‌شود. این پروتئین توسط مولکول‌هایی مانند فعال‌کننده بافتی پلاسمینوژن (tPA)، استرپتوکیناز، اوروکیناز و فاکتور XII انعقاد خون به آنزیمی پروتئولیتیک به نام پلاسمین تبدیل می‌شود. پلاسمین یک سرین پروتئاز است که به‌طور متوالی برخی پیوندها را در مولکول فیبرین شکسته و دارای توانائی خاصی برای حل کردن لخته‌های فیبرینی است (فیبرینولیز). سیستم پلاسمینوژن انسانی (PLG) یک بستر پروتئولیتیک برای تهاجم پاتوژن و آسیب بافتی فراهم می‌کند، در نتیجه قدرت بیماریزایی گونه‌های مختلف باکتری را افزایش می‌دهد. جداسازی PLG و فعال‌سازی آن در پلاسمین برای بقای باکتری‌ها مهم است، زیرا PLA لخته‌های فیبرین، مولکول‌های ماتریکس خارج سلولی (ECM) و پروتئین‌های ایمونولوژیک ذاتی میزبان را تجزیه می‌کند تا باکتری‌ها را قادر به گسترش و فرار از پاسخ‌های ایمنی در نهایت کند. لپتوسپیروز، یک بیماری عفونی تهدید کننده حیات، یک بیماری مشترک بین انسان و دام است که هر سال عامل بیش از یک میلیون عفونت و حدود 60000 مرگ و میر در سراسر جهان است. در اشکال شدید لپتوسپیروز، بیماران اغلب خونریزی شدید و آسیب حاد کلیه را تجربه خواهند کرد. لپتوسپیرا از طریق پوست یا غشاهای مخاطی آسیب دیده وارد میزبان می شود و متعاقباً از محیط‌های چسبناک عبور می‌کند تا در نهایت به جریان خون برسد. پس از آن، لپتوسپیرا در چسبندگی سلولی شرکت می‌کند، که توسط پروتئین‌های سطحی مختلف که با اجزای ECM تعامل دارند، واسطه می‌شود. مطالعات قبلی نشان می‌دهد که بسیاری از پروتئین‌های لپتوسپیرا به‌عنوان گیرنده‌های PLG عمل می‌کنند، که برخی از آن‌ها شامل پروتئین‌های غشای خارجی (OMPs) مانند پروتئین A شبیه اندوستاتین (LenA) و همچنین پروتئین‌های شبه ایمونوگلوبولین لپتوسپیرال A (LigA)، LiGB و LipL32 می‌شوند. تا به امروز، کمبود داده در مورد پاتوژنز لپتوسپیروز وجود دارد، که مانع از توسعه ابزارهای تشخیصی حساس و درمان‌های پیشگیرانه کارآمد شده است. مطالعه حاضر گزارش می‌دهد که MPL36 با PLG متصل می‌شود، چسبندگی به سلول‌های میزبان را تقویت می‌کند و فیبرینوژن را با تبدیل PLG متصل به PLA تجزیه می‌کند.

درباره مطالعه

مطالعه فعلی از سویه Manilae L495 Leptospira interrogans و سویه‌های جهش یافته آن، از جمله از جمله سویه مکمل جهش یافته Manilae mpl36 (Δmpl36+) و سویه leptospira biflexa serovar Patoc Patoc 1 استفاده کرد. این سویه‌ها در سلول‌های کلیه سگ Madin-Darby (MDCK) کشت شدند و پس از آن منحنی‌های رشد آن‌ها با استفاده از میکروسکوپ میدان تاریک، تحرک و آزمایش ایمونوبلات تجزیه و تحلیل شد.(ایمونوبلات (ImmunoBlot) یکی از روش‌های تشخیص بیماری‌ها و بررسی تعاملات بین پروتئین‌ها است. در این روش، پروتئین‌های مورد بررسی روی یک محیط ژل الکتروفورتیک قرار داده شده و پس از جداسازی آن‌ها با الکتروفورز، به یک نوار انتقال داده می‌شوند). پروتئین نوترکیب MPL36 (rMPL36) با استفاده از بیان ای کلای تولید شد. طیف‌سنجی فلورسانس تریپتوفان ذاتی و کروماتوگرافی میل ترکیبی نیکل، ساختار سوم rMPL36، rMPL36 aa41-305، و rMPL36 aa41-235 را ارزیابی کردند. ظرفیت اتصال rMPL36 تعیین شد و تبدیل PLG متصل به rMPL36 به PLA فعال مورد ارزیابی قرار گرفت. اتصال rMPL36 به پروتئین‌های ECM و PLG با رنگ آمیزی فیبرونکتین، لامینین، PLG و آلبومین سرم گاوی (BSA) تعیین شد.  بیماری زایی گونه‌های وحشی مانیل (WT) و سویه‌های جهش یافته نیز در همسترهای نر طلایی سوری سه هفته‌ای مورد بررسی قرار گرفت. ساختار سوم دامنه‌های تکرار مرتبط با اسپور (SPOR) از گونه‌های لپتوسپیرا با استفاده از نرم‌افزار AlphaFold و PyMOL ClustalX برای مطابقت با توالی‌های دامنه MPL36 SPOR از گونه‌های مختلف لپتوسپیرا پیش‌بینی شد. داده‌های in vivo با استفاده از Prism 9، آزمون دقیق فیشر، و آنالیز واریانس (ANOVA) برای حذف مکانیسم‌های اتصال rMPL36 به اجزای میزبان و BSA تجزیه و تحلیل شدند.

MPL 36 یک هدف حیاتی برای لپتوسپیروز است

سنجش تحرک نشان داد که در مقایسه با سلول‌های نوع وحشی، سویه‌های جهش یافته و مکمل MPL36 تفاوت معنی‌داری در ویژگی‌های حرکتی یا رشدی ندارند. رنگ‌آمیزی ایمونوفلورسانس محلی‌سازی درون سلولی MPL36 را در لپتوسپیرا به‌عنوان یک پروتئین غشای خارجی در سلول‌های نوع وحشی و مکمل تأیید کرد. مطالعاتایمونو پرسی پتاسیون (Immunoprecipitation) نشان داد که rMPL36 اتصال قابل توجهی به rLigA و rLigB نشان داد، در حالی که هیچ اتصالی بین rMPL36 و فیبرونکتین و لامینین مشاهده نشد. (روش ایمونو پرسی پتاسیون  تکنیکی است که بر اساس تعامل آنتی بادی و آنتی ژن برای غنی سازی یا جداسازی پروتئین از نمونه‌های بیولوژیکی در مطالعه هویت، ساختار، بیان و تغییرات پس از ترجمه استفاده می‌شود. همچنین از تغییرات IP برای مطالعه تعامل بین پروتئین هدف با سایر پروتئین‌ها مثلا کروماتین از طریق IP یا RNA-IP یا اسیدهای نوکلئیک از طریق Co-IP استفاده می‌شود.) با این حال، rMPL36 در مقایسه با سایر پروتئین‌های نوترکیب که به‌عنوان کنترل‌های مثبت و منفی استفاده می‌شدند، به طور مؤثری به PLG انسانی متصل می‌شد. در rMPL36، دامنه SPOR حفظ شده، که در آخرین 70 اسید آمینه پروتئین قرار دارد، برای اتصال بین rMPL36 و PLG ضروری است. همسترهایی که به سویه نوع وحشی آلوده شده بودند بین هشت تا نه روز پس از آلودگی با لپتوسپیرا مردند. در مقایسه، همسترهای جهش یافته mpl36 که با 108 لپتوسپیر آلوده شده بودند، بدون نشان دادن علائم لپتوسپیروز زنده ماندند، در نتیجه نقش مهم MPL36 در لپتوسپیروز را نشان دادند. سرم‌های دوران نقاهت از افراد برزیلی با لپتوسپیروز شدید تایید شده آزمایشگاهی به دست آمد. برای این منظور، ایمونوگلوبولینM  (IgM) و ایمونوگلوبولین G (IgG) ضد MPL36 در نمونه‌های بیماران لپتوسپیروز در مقایسه با سرم افراد سالم مشاهده شد.

در نهایت

MPL36، یک پروتئین غشای خارجی لپتوسپیرا و یک گیرنده اصلی پلاسمینوژن (PLG) است که قادر به اتصال به PLG، تجزیه فیبرینوژن و تسهیل عفونت میزبان بوده و در لپتوسپیراهای بیماریزا، نقش اساسی در طول عفونت دارد. با وجود این یافته‌ها، تحقیقات بیشتری برای درک بهتر پاتوژنز لپتوسپیرا و پیشبرد استراتژی‌های تشخیصی و پیشگیری مورد نیاز است.

پایان مطلب./